- Egenskaber ved en stærk syre
- dissociation
- pH
- pKa
- Korrosion
- Faktorer, der påvirker din styrke
- Elektronegativitet af dens konjugerede base
- Konjugeret basisradius
- Antal iltatomer
- eksempler
- Referencer
En stærk syre er en hvilken som helst forbindelse, der er i stand til fuldstændigt og irreversibelt at frigive protoner eller hydrogenioner, H +. Da de er så reaktive, tvinges et stort antal arter til at acceptere disse H +; såsom vand, hvis blanding bliver potentielt farlig ved simpel fysisk kontakt.
Syren donerer en proton til vand, der fungerer som en base til dannelse af hydroniumion, H 3 O +. Koncentrationen af hydroniumionen i en opløsning af en stærk syre er lig med koncentrationen af syren (=).
Kilde: maticulous via Flickr
I det øverste billede er der en flaske saltsyre, HCI, med en koncentration på 12M. Jo højere koncentration af en syre (svag eller stærk), jo mere omhyggelig håndtering er det nødvendigt; det er grunden til flasken viser piktogrammet af en hånd, der er skadet af den ætsende egenskab ved en dråbe syre, der falder på den.
Stærke syrer er stoffer, der skal håndteres med fuld opmærksomhed på deres mulige virkninger; Ved at arbejde nøje med dem kan deres egenskaber bruges til flere anvendelser, en af de mest almindelige er syntese eller midler til at opløse prøver.
Egenskaber ved en stærk syre
dissociation
En stærk syre dissocierer eller ioniserer 100% i vandig opløsning ved at acceptere et par elektroner. Dissociationen af en syre kan beskrives med følgende kemiske ligning:
HAc + H 2 O => A - + H 3 O +
Hvor HAc er den stærke syre, og A - dens konjugerede base.
Ionisering af en stærk syre er en proces, der normalt er irreversibel; i svage syrer, tværtimod, ionisering er reversibel. Ligningen viser, at H 2 O er den, der accepterer proton; Alkoholer og andre opløsningsmidler kan imidlertid også.
Denne tendens til at acceptere protoner varierer fra stof til stof, og derfor er syrestyrken af HAc ikke den samme i alle opløsningsmidler.
pH
PH for en stærk syre er meget lav og ligger mellem 0 og 1 pH-enheder. For eksempel har en 0,1 M HCI-opløsning en pH på 1.
Dette kan demonstreres ved hjælp af formlen
pH = - log
Du kan beregne pH-værdien af en 0,1 M HCI-opløsning og derefter anvende
pH = -log (0,1)
Opnåelse af en pH på 1 for 0,1 M HCI-opløsningen.
pKa
Styrken af syrer er relateret til deres pKa. Den hydroniumion (H 3 O +), for eksempel, har en pKa på -1,74. Generelt, stærke syrer har pKa med værdier mere negative end -1,74, og derfor er mere sure end H 3 O + selv.
PKa udtrykker på en bestemt måde syrens tendens til at dissociere. Jo lavere dens værdi er, jo stærkere og mere aggressiv vil syren være. Af denne grund er det praktisk at udtrykke den relative styrke af en syre ved dens pKa-værdi.
Korrosion
Generelt klassificeres stærke syrer som ætsende. Der er dog undtagelser fra denne antagelse.
For eksempel er fluoridsyre en svag syre, men den er alligevel meget ætsende og i stand til at fordøje glas. På grund af dette skal det håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer.
Tværtimod er en meget stærk syre, såsom carboran-supersyre, som til trods for at den er millioner gange stærkere end svovlsyre, ikke ætsende.
Faktorer, der påvirker din styrke
Elektronegativitet af dens konjugerede base
Når der sker et højre skifte i en periode i den periodiske tabel, øges negativiteten af de elementer, der udgør den konjugerede base.
Iagttagelse af periode 3 i den periodiske tabel viser for eksempel, at klor er mere elektronegativt end svovl, og at svovl til gengæld er mere elektronegativt end fosfor.
Dette er i overensstemmelse med det faktum, at saltsyre er stærkere end svovlsyre, og sidstnævnte er stærkere end fosforsyre.
Når elektronegativiteten af syrens konjugatbase stiger, stiger basens stabilitet, og dermed mindskes dens tendens til at omgruppere med brint for at regenerere syren.
Andre faktorer skal dog overvejes, da dette alene ikke er afgørende.
Konjugeret basisradius
Styrken af syren afhænger også af radien for dens konjugerede base. Observationen af gruppe VIIA i den periodiske tabel (halogener) viser, at atomradierne for de elementer, der udgør gruppen, har følgende forhold: I> Br> Cl> F.
Ligeledes holder de syrer, der dannes, den samme faldende rækkefølge for styrken af syrerne:
Hl> HBr> HCI> HF
Afslutningsvis, når atomaradien for elementerne i den samme gruppe i det periodiske system stiger, øges styrken af den syre, de danner, på samme måde.
Dette forklares ved svækkelsen af H-Ac-bindingen ved en dårlig overlapning af de atomare orbitaler, der er ulige i størrelse.
Antal iltatomer
Styrken af en syre inden for en række oxidsyrer afhænger af antallet af oxygenatomer i konjugatbasen.
De molekyler, der har det største antal oxygenatomer, udgør arten med den største syrestyrke. For eksempel er salpetersyre (HNO 3) en stærkere syre end salpetersyre (HNO 2).
På den anden side er perchlorsyre (HClO 4) en stærkere syre end chlorsyre (HClO 3). Og endelig er hypochlorsyre (HClO) den laveste styrke i serien.
eksempler
Stærke syrer kan eksemplificeres i følgende aftagende rækkefølge af syrestyrke: HI> HBr> HCIO 4 > HCl> H 2 SO 4 > CH₃C₆H₄SO₃H (toluensulfonsyre)> HNO 3.
Alle dem, og de andre, der er blevet nævnt indtil videre, er eksempler på stærke syrer.
HI er stærkere end HBr, fordi HI-bindingen lettere brydes, da den er svagere. HBr overgår HCIO 4 i syreindhold, fordi, på trods af den store stabilitet af ClO 4 anion - ved delokalisere den negative ladning, HBr bindingen forbliver svagere end O 3 ClO-H -binding.
Tilstedeværelsen af fire oxygenatomer gør imidlertid HClO 4 surere end HCI, som ikke har noget ilt.
Dernæst HCI er stærkere end H 2 SO 4 fordi Cl atom er mere elektronegativ end svovl; og H 2 SO 4 i turn overgår i surhed den CH₃C₆H₄SO₃H, som har en mindre oxygenatom og bindingen, der holder hydrogen sammen, er også mindre polær.
Endelig er HNO 3 den svageste af alle, fordi det har nitrogenatomet fra den anden periode i det periodiske system.
Referencer
- Shmoop University. (2018). Egenskaber, der bestemmer syrestyrken. Gendannes fra: shmoop.com
- Wiki-bøger. (2018). Generel kemi / egenskaber og teorier om syre og baser. Gendannet fra: en.wikibooks.org
- Syreinfo. (2018). Saltsyre: egenskaber og anvendelser af denne opløsning. Gendannes fra: acidos.info
- Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (22. juni 2018). Stærk syredefinition og eksempler. Hentet fra thoughtco.com
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.